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どれだけ積める?・2 [├クイズ]

先週こんなクイズを出させて頂きました。

 

Q:ジャンボに積むことができる荷物は、最大でどれくらいでしょうか?三択です。

A:約85t  B:約100t  C:約180t

最大離陸重量:395t
運行重量:183t
最大着陸重量:286t
最大ゼロ燃料重量:268t
消費燃料:20t
搭載燃料:30t

たくさんの方にお付き合い頂きまして、ありがとうございました。

今回はイロイロ思うところあってコメント無しにさせていただきましたが、

A,B,Cの中から1つ、選んで頂けましたでしょうか?

 

早速ですが正解は、A:約85t でした。

なぜそうなのか、以下グダグダと。


 

今回の問題、要はペイロード(乗客や貨物)の算出方法をクイズ形式にした訳ですが、

「どれだけペイロードを積めるか」は以下の三つの数字で考えます。

 

1:最大着陸重量

「この重さまでなら、かなり乱暴に着陸しても大丈夫」という重さです。

「かなり乱暴に着陸しても」とは、具体的にはジャンボの場合、

「1秒間に3メートルの沈下率で着陸しても車輪、機体が壊れない」ということです。

(1秒間に3メートル・・・。)

なんとなく想像つくと思いますが、これは通常の着陸ではあり得ない勢いです。

通常接地時の沈下率は1秒間に1メートル(下記リンク参照)なので、大分余裕を見越しているわけですね。

ちなみにジャンボの場合、 最大着陸重量は286t なので、

「1秒間に3メートルの沈下率で着陸しても、重量が286t までならどこも壊れない」

ということになります。

むしろ人間の方が壊れそうです。

 

最大着陸重量が286t なのに対し、

最大離陸重量の方は395t です。

100t 以上の開きがありますが、 

ヒコーキは飛行中に燃料を消費してどんどん軽くなりますので、

着陸する時に286t 以下であればよい。ということです。

 

最大着陸重量による制限の算出には、

目的地まで飛行する間に確実に消費する燃料の重さがカギになります。 

最大着陸重量+消費燃料

という式を使います。

 

最大着陸重量:286t
消費燃料:20t

という条件を当てはめると、

286t+20t=306t

となります。

 

これ以外にも全部で3つの数字を比較し、

最小の数字を元に実際に積める荷物の重さを出します。

というわけで、まだまだ続きますのだ。

 

 

2:最大離陸重量

「緊急時に安全に離陸を中止でき、且つ十分な余裕を持って離陸できる重さ」です。

滑走中にトラブルが発生して離陸を中断する場合、滑走路内で停止できるように

急ブレーキをかけますが、この時足回りや機体に大きな荷重がかかります。

この急制動に耐えられる程度の重さに制限しなければなりません。

更に、「離陸したものの、直ちに着陸しなければならない」

という事態も想定しなければなりません。

1でもちょっと書きましたが、燃料をたくさん積んいて、着陸するには重過ぎる場合、

燃料を捨てて、軽くしてから着陸するのですが、

燃料を捨てる余裕もない場合、

ほとんど最大離陸重量のまま着陸しなければならないというケースだってあり得ます。

その際、そこそこゆっくり着陸すれば、ヒコーキが壊れない重さでなければなりません。

この「そこそこゆっくり着陸」とは、具体的にはジャンボの場合、

395t の重量があっても、1.8m/秒の沈下率までなら、

どこも壊れないように設計されています。

この降下率は、「1:最大着陸重量」 に出て来た、

「3m/1秒」の60%として設定されています。

1で書いた通り、通常の沈下率は 1m/1秒なので、

最大離陸重量のまま、通常の1.8倍の沈下率で着陸しても大丈夫ということです。

すごいですね。

 

更に、「十分な余裕を持って離陸できる」重さでなければなりません。

たとえ離陸中にエンジンが1つ停止しても、

余裕で離陸を継続できる重さに制限されています。

最大離陸重量による制限は、

燃料やペイロードの重量によって変動することなく固定されており、

395t です。 

 

 

3:最大ゼロ燃料重量

「燃料ゼロの時のヒコーキの最大の重さ」です。

どうしてこんな制限が必要になるのかと言えば、

主翼付け根の強度が問題になるからです。

飛んでいる時のヒコーキの重さは主翼が支えているわけですが、

この時、翼の付け根に負荷が集中します。

大きな力がここに集中しますから、あまり無理をさせられないわけです。

 

飛行中、気流が乱れて大きく揺れた時、しなる翼の先端に視線がいき、

(頑張れ~!)と念を送るオイラなのですがような人はあまりいないかもしれませんが、

普段注目されることのない翼の付け根は黙ってずっと頑張っているのです。 

付け根のことを時々思い出してあげるべきです。

 

付け根にかかる負荷は、乗客、荷物など、胴体内に何かを乗せるごとに増えていきます。

付け根部分の強度以上に乗客、荷物を詰め込んだ場合、

重さに耐え切れずに、最悪翼が万歳してしまいます。

そんなわけで、「最大ゼロ燃料重量」という制限を設け、

燃料ゼロの状態で、ヒコーキ全体がこの重さまでなら、人や貨物を積んでも大丈夫。

と決めています。

 

面白いのは、この最大ゼロ燃料重量と燃料の関係です。

燃料は普通主翼に入れるわけですが、

燃料の重さは、飛行中付け根にかかる負荷とは逆に作用します。

つまり、100t の燃料を入れると、100t 分、付け根の負担が軽減されます。

燃料は、主翼がめくれ上がるのを防ぐ、重石のようなものですね。

 

ちなみにジャンボの最大ゼロ燃料重量は268t です。

言い換えるなら付け根部分の強度上、

主翼が安全に持ち上げることができるのは268t まで。ということです。

それでも現実には最大395t の重量でも飛び上がることが出来ています。

これは、燃料の重さが付け根の負担を減らしているからこそです。

 

「ゼロ燃料」の268t は、最大離陸重量の395t と比較すると、

大分低く設定されているように見えますよね。

当然付け根部分をもっと強化すれば、より多くの人、物が運べるわけですが、

その分機体が重くなり、性能やコストに悪影響が出ます。

実際に運用する際の様々なバランスを考えて、

この数字に落ち着いているということなのでしょうね。

 

条件によっては、燃料を意図的に大目に搭載し、 

最大ゼロ燃料重量以上に人や物を積んで飛ぶことは可能なのですが、

例えば、目的地周辺の天気が急に悪化したりなど、

着陸が予定より大幅に遅れてしまった場合、燃料がどんどん減っていき、

最大ゼロ燃料重量を相殺していた分の燃料まで使ってしまうことだってあるかもしれません。

ここでも十分の余裕を見越しているでしょうから、ちょっと位制限をオーバーしても、

即、主翼がもげるとかはないでしょうけど、

例えば旋回時には余分な荷重がかかりますし、

突風が吹いて瞬間的に負荷がかかった時など、

空中で主翼が万歳することになりかねません。

非常に危険ですので、ゼロ燃料制限はきちんと守った方がよいです。

 

最大ゼロ燃料重量による制限は、

最大ゼロ燃料重量+搭載燃料

という式で算出します。

最大ゼロ燃料重量:268t
搭載燃料:30t

という条件を当てはめると、

268t +30t =298t

となります。

これでやっと3つの数字が出揃いました。

 

最大着陸重量制限:306t

最大離陸重量制限:395t

最大ゼロ燃料制限:298t ←

この中で最小値は、 最大ゼロ燃料制限:298t ですので、

これが今回のケースの最大許容離陸重量になります。

この298t の中で、ヒコーキの重さ、燃料、そして肝心の荷物をうまく配分します。

具体的にはこの298t から運行重量、搭載燃料の重さを引き、

残った分が搭載可能なペイロードの重量となります。

 

ちなみに「運行重量」とは、機体に作動油、潤滑油、救命具、乗員とその荷物、

必要な食料、水など運行に必要なものすべてを積み込んだ重さのことです。

後は燃料と乗客、荷物を積むだけの状態ですね。 

条件を当てはめると、

298t -183t -30t =ペイロード  となり、

ペイロード=85t

となります。

ということで正解は、A:約85t でした。

説明は省きますが、残りのBとCにはそれぞれ、

「急いで計算すると多分こうなるだろうなぁ」

というフェイクの数字を入れました。(o ̄∇ ̄o)ニヤ

 

こうしてペイロード算出について細かく見てみると、

ヒコーキは一見非常に不経済と思えるほど十分な余力を残して安全性を確保しているんだなぁ。

というのがオイラの印象です。

 

最後に余談を2つ。

・ジャンボで成田~ニューヨークを飛行する場合、

おおよそ搭載燃料:160t 、消費燃料:130t  なのだそうです。

ジャンボには最大174t の燃料を搭載できますから、160t はほとんど満タンですね。

上述の式を当てはめると、ペイロードは最大52t まで搭載可能です。

クイズで考えた例題とは、燃料の搭載量が5倍以上違うにもかかわらず、

ペイロードの方は4割弱の減少にとどまっています。

 

・燃料が増えれば搭載可能なペイロードは単純に減る一方なのではなく、

搭載燃料、消費燃料の微妙な差によって、3つの制限のどれが当てはまるかが変わり、

「燃料が増えたのに、ペイロードも増やせる」というケースもあります。

 

どちらの例も、各制限値の設定が絶妙のバランスということなのでしょうね~。

 

 

この記事の資料     


コメント(22)  トラックバック(0) 

コメント 22

mon

こんにちは
間違えました!(ノ^∇^)/

by mon (2008-05-17 09:17) 

Qoo

生まれてこの方飛行機には一度しか乗ったことが無く
飛行機に関しては全く無知ですが
なるほどなーの連発で凄く面白かった

一度しか乗ったことはなくても、飛行機を見るのは大好きなんですよ
格好いいですよね~
次回も楽しみにしてます
by Qoo (2008-05-17 09:37) 

an-kazu

そういうことを考えながらヒコーキに搭乗すれば、
恐怖を忘れることができるかもしれません。

乱気流突入時の青ざめたCAの顔つきが忘れられない(+_+)
by an-kazu (2008-05-17 09:51) 

tooshiba

いえー!>言ってみたかっただけ

最新設計の飛行機は、燃費改善(排気ガス低減)も考慮した設計だから、荷物が多く積めたり?タンクが小さくても大丈夫になったり?するのでしょうね。
いい意味でのコストダウンは歓迎です。(^^)

by tooshiba (2008-05-17 12:05) 

miffy

何も考えないで、Aくらいかな~って思ってました^^;

by miffy (2008-05-17 17:56) 

qin

残念、不正解でした。

by qin (2008-05-17 18:19) 

コスト

外れましたー、案外少ないんですねー
燃料重量の計算は盲点でした。他にもちゃんと数値設定されてるんですねー

>しなる翼に(頑張れ~!)と念を  やっぱりあのしなり方は僕も気になりますが、飛行機では俺が乗ってるから大丈夫と思い込んでます^^
地震の時には、建物に「こらえろー」って念を送りますw

by コスト (2008-05-17 21:02) 

masa

なるほどですね!
2の最大離陸重量が特に勉強になりました。
石垣空港では燃料満タンで飛び立てないと
聞いた事がありますので、どうして?と思ってました。
ところで、新石垣空港の建設は進んでいるのですか?
by masa (2008-05-18 06:27) 

くず

(?_?)
揚力は主翼で発生させているのだから、重い燃料を主翼に入れるというのは理に適うとして、何故主翼が軽すぎるとよろしくないのか… ( ̄へ ̄|||)ウーム
一旦は「ああ、なるほど!」と思ったものの、よくよく考え直してみると、やっぱり (?_?)
確かに主翼にそれなりの重量を与えておけば、気流の乱れや、急激な揚力の変化に対するダンパーとしては有効に働くとは思うのですが、どうやらそれだけの理由だけではなさそうですし…
もう一時間ぐらい考えていますが、考えれば考えるほど解らなくなっていきます。

あっ、クイズは、「最大ゼロ燃料重量」という意味不明の単語が出てきた時点で頭がフリーズしました f^_^;

by くず (2008-05-18 09:12) 

ぴーすけ君

すっごく勉強になりました^^
by ぴーすけ君 (2008-05-18 16:13) 

OILMAN

こんにちは。
空を飛んでいるのですから、ギリギリの状態では安全確保は難しいのですね。
あんなに巨大な金属が何事もなく日々空を飛んでいるということ、それはこういう理論と安全対策がなされているからで、私たち乗客は何も考えずにCAさんの笑顔を眺めながら空の旅を楽しんでいる訳ですね。
by OILMAN (2008-05-18 19:25) 

北宇のピューマ

先週の「ネタ切れです」の記事で、とりさん自身も元気がないような事を書かれていたのでチョット心配していましたが、今回の記事を見て安心しました。内容が「濃い」のはとりさんが元気な証拠ですね(^o^)V
ネタはある時とない時があるのは当たり前なので、見つかった時にノンビリ書くのがイイと思います。私は「頻繁に更新される記事」よりも「内容が濃い記事」の方が好きです!

私は静浜遠征で、日焼けが痛いです・・・
by 北宇のピューマ (2008-05-18 22:17) 

Tripleseven

お久しぶりです、職場の配置換えでキツイところになりましたので、やっと出てきました。
私はシンプルに最大ゼロ燃料重量-運行自重=85tとしたのですが、単純過ぎましたか…
たしかに理論上まったく障害なく運行したとすれば、286t-268t=18tを燃料とペイロードに配分すれば配分の仕方は分からないのですが85-94tぐらいは積めると言う事になりますね。
ただし、トラブルあればダメですが…

by Tripleseven (2008-05-18 22:34) 

ジョルノ飛曹長

そういえば飛行機の最大積載量って気にしたことが無かったです。
昔のレシプロ機では、かなり重量に神経質になっていたはずなんですが、ジェットはパワーありますからねー(^_^)
最大積載量は積めるだけ、座れるだけと考えてしまっていました(^_^;;
by ジョルノ飛曹長 (2008-05-18 23:25) 

とり

皆様 コメント、nice! ありがとうございました。

■monさん いらっしゃいませ~ヽ(*´ヮ`)ノ
クイズにお付き合いありがとうございました。

■Qooさん
ありがとうございます。
クイズは超不定期ネタなんですが、またよろしければお付き合いください^^

■an-kazuさん
>恐怖を忘れる
確かにそうかもしれませんね~。
>青ざめたCA
それは相当揺れたんでしょうね。
おそろしや><

■鉄道美術館館長♪さん
nice! ありがとうございます。

■さちこさん
nice! ありがとうございます。

■tooshibaさん
い、いえー!
>コストダウン
それはオイラも大歓迎です。
そういうヒコーキが増えて欲しいですね。

■赤と青さん
nice! ありがとうございます。

■miffyさん
おおよそで見当ついちゃうんですね。
流石、カエルの子ですね^^

■Krauseさん
nice! ありがとうございます。

■qinさん
実は今回のクイズ、燃料を少ししか積んでないから荷物たくさん積めるんじゃね?と思わせるのが狙いでした^^;
オイラ性格悪いですから用心してください(o ̄∇ ̄o)ニヤ

■xml_xslさん
nice! ありがとうございます。

■ロクさん いらっしゃいませ~ヽ(*´ヮ`)ノ
nice! ありがとうございます。

■コストさん
もっと積めるような気がしますよね^^;
>「こらえろー」
最近あちこちで大地震ありますからね。

■夢空さん
nice! ありがとうございます。

■picaさん
nice! ありがとうございます。

■masaさん
確かに石垣空港は、今回の記事では含めなかった滑走路の長さによる制限がありますね。
>新石垣空港の建設
オイラが調べた範囲ではハッキリしたことはわかりませんでしたが、
2013年3月開港予定で計画が進んでいるみたいです。

■いっぷくさん いらっしゃいませ~ヽ(*´ヮ`)ノ
nice! ありがとうございます。

■くずさん
>主翼が軽すぎるとよろしくない
オイラの説明下手のせいで混乱させましたね^^;
主翼が軽いこと自体は問題にはなりません。
多分くずさん、数歩先を考えてます。

つり輪の十字懸垂を想像してみてください。
体の重さで腕が上がってしまわないように堪えますよね。
あれが、ヒコーキが飛んでいる時の主翼の状態です。
で、十字懸垂している人に突然別の人がぶら下がったら・・・。
多分肩を壊して落下すると思うのですが、
ヒコーキも同じです。
人や貨物を積み過ぎる→主翼はそれに見合った揚力を発生させようとする→付け根にものすごい負担がかかる→壊れる
・・・こんな感じで如何でしょう?^^;

■そらまめさん
nice! ありがとうございます。

■ぴーすけ君さん
ありがとうございます。
それはお互い様です^^

■OILMANさん おはようございます。
まさに仰るとおり。同感です。

■北宇のピューマさん
ご心配おかけしてすみません^^;
>「頻繁に更新される記事」よりも
そうですね。特に規則があるわけではありませんから、他のブロガーさんがどんな書き方をするのも自由だと思いますが、更新するためだけの更新や、不自然に細切れにして間を持たせることは、このブログではしないようにしようと思ってます。

静浜行かれたんですね!何か面白いことありました?

■Triplesevenさん
勤務内容変わると、ペースつかむまで大変ですよね。
お疲れ様ですm(_ _)m
>シンプルに
その発想はなかったです。(@Д@)
プロの方なら条件を見ただけで、三つの制限のどれが関係するか、パッと分かると思うので、本職の方の省略化された思考に近いんじゃないでしょうか。
>286t-268t=18t
たしかにそうですね。大きなリスクを犯す割にはそれほど増えないですね。

■ジョルノ飛曹長殿
確かにWWⅡ当時と今とではビックリするくらい積載能力に開きがありますからね。
by とり (2008-05-19 07:57) 

hiro78

残念、不正解でした!
思ったほど積めないものですね。
楽しい知識をありがとうございました。
by hiro78 (2008-05-19 14:54) 

とり

hiro78さん
クイズにお付き合い、ありがとうございました^^
by とり (2008-05-19 18:47) 

sak

カンで当たったけど...
難しい((+_+))
by sak (2008-05-19 22:52) 

とり

■sakさん
おお、当たりましたか。おめでとうございます^^

■アスランマリオさん
nice! ありがとうございます。
by とり (2008-05-21 19:10) 

とり

ハイマンさん
nice! ありがとうございます。
by とり (2008-05-22 07:33) 

くず

(○口○*)エーッ!
だって、とりさん、記事中で「燃料の重さは、飛行中付け根にかかる負荷とは逆に作用します。 つまり、100t の燃料を入れると、100t 分、付け根の負担が軽減されます。 燃料は、主翼がめくれ上がるのを防ぐ、重石のようなものですね。」って書いてあるじゃん! (T_T)

まあいいや、理解しました (^^)b
要するに、「最大ゼロ燃料重量」というのは、胴体部分の最大重量を制限する為に設けられているという事ですよね。
by くず (2008-05-23 22:42) 

とり

くずさん
んー。分かりにくくて申し訳ないッス。
オイラがきちんと理解してないから説明が分かりにくいんだと思います。
要するにそういうことです^^;
by とり (2008-05-24 08:15) 

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